KR20100064449A - 인바 심 용접기의 회전 전극장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LNG선 화물창의 멤브레인을 용접하는 인바 심 용접장치에 관한 것으로, 회전축과 회전전극을 구비하고 있는 인바 심용접기의 회전 전극장치에 있어서, 일측 중심부에 돌출부(11)가 형성되고 상기 돌출부(11)의 외측으로 원형의 걸림턱(12)이 구비되어 있는 전극롤러(10)와, 상기 전극롤러(10)의 걸림턱(12)과 결합되는 결합부(21)가 선단에 구비되어 있고 내부에는 냉각수단(30)이 구비되어 있는 전극축(20)을 볼트로 체결하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있으며, 이에 따라 본 발명은 전극롤러를 효과적으로 냉각하여 전극롤러의 수명을 저해하는 전극롤러 표면부의 연화 및 경도 저하 문제를 해결하여 전극수명을 향상시킬 수 있음은 물론, 이와 더불어 전극축 또한 효과적으로 냉각 함으로써 발열저항에 의한 전도도 저하문제를 해결하고 전극축의 경도를 유지하여 고열에 의한 축의 휨현상을 방지하여 용접의 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

심용접, 전극롤러, 회전전극장치, 롤러헤드

Description

인바 심 용접기의 회전 전극장치{The Rotating Electrode Apparatus of Invar Seam Welding Machine}

본 발명은 LNG선 화물창의 멤브레인을 용접하는 인바 심 용접장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전 전극롤러와 상기 전극롤러 내부를 냉각하기 위한 전극캡 등 2개의 구성부로 구성되는 회전 전극장치를 1개의 구성부로 대체할 수 있도록 함으로써, 전극롤러의 교체작업을 용이하게 하여 이에 따른 교체시간을 줄일 수 있고 냉각 방식 또한 개선하여 냉각수의 원활한 순환에 의하여 냉각효과를 향상시킬 수 있도록 하는 인바 심용접기의 회전 전극장치에 관한 것이다.

일반적으로 LNG선의 화물창 공사에 있어 인바부재를 도 1과 같이 기밀을 유지할 수 있도록 여러 장 겹쳐 용접을 하여 액화 가스등과 같은 화물을 저장 및 운반하게 된다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이 용접부재(1)가 고정된 상태에서 자율주행이 가능한 구동체의 모터에 의해 워엄 기어축(2)을 구동하면 축(2)의 좌/우측에 연결되어 있는 두개의 워엄 휠(3)이 연동하고 휠(3)과 연결된 2개의 좌/우측 전극축(4) 이 회전 구동을 하게 된다. 이때 축(2)을 둘러싸고 있는 각각의 좌/우측 하우징(5)에 양전기와 음전기를 연결되어 전극롤러(6) 까지 전기를 전달한다.

별도의 가압장치에 의해 2개의 전극롤러(6)가 부재의 양단을 가압하고 전기를 흘려보내면 용접부재 내부에서 저항 발열에 의한 용융부가 발생하고 냉각되는 과정에서 너깃이라는 용접부가 발생하여 용접을 하게 된다.

이러한 용접장치의 전극롤러(6)와 전극축(4)은 저항 용접특성상 매우 높은 전류를 변압기의 2차측을 통해 전달되게 되는데 보통 1000~2000A로 매우 긴 시간 용접을 하게 되며 이때 전기가 인가되는 전극롤러(6)와 전극축(4)은 필수적으로 물로 냉각을 하게 된다.

도 2 와 같은 종래기술에 의하면 전극롤러(6) 내부를 냉각하기 위하여 특수한 형태로 가공된 캡(7)을 전극롤러(6)에 삽입하여 하나의 회전전극으로 구성하고 이를 도 3과 같이 전극축(8)에 4개의 나사로 고정하여 사용하였다.

이러한 구성으로 전극축(8)의 입수관(8a)을 통해 냉각수가 입수되면 전극축(8) 끝단의 입수공과 전극롤러(6)를 통해 캡(7)에 키홈처럼 파져있는 입수홈(7a)을 따라 전극롤러(6) 내경부를 흘러 용접중 발생되는 전도열을 흡수하여 다시 출수홈(7b)을 따라 전극롤러(6)를 거쳐 전극축(8) 출구관(8b)을 통해 냉각펌프로 이동하게 되는 원리이다.

상기한 바와 같은 회전하는 전극롤러(6)는 소모품으로서 외경면이 용접부재에 직접 닿기 때문에 마모 및 흠집으로 인해 자주 교체를 하여야 하나 전극롤러와 전극캡이 하나의 구성품이기 때문에 캡과 전극롤러의 조립이 쉽지 않아 많은 시간 을 허비하게 되고 또한 냉각효과의 미비로 전극롤러의 내구성에 많은 문제가 있게 되었다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서 추구하는 기술적 과제는 회전 전극롤러와 상기 전극롤러 내부를 냉각하기 위한 전극캡 등 2개의 구성부로 구성되는 회전 전극장치를 1개의 구성부로 대체할 수 있도록 함으로써, 전극롤러의 교체작업을 용이하게 하여 이에 따른 교체시간을 줄일 수 있고, 전극축의 표면을 효과적으로 냉각하여 저항발생에 의한 전도도 저하와 고열에 의한 축의 휨을 방지하여 용접 주행 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 인바 심용접기의 회전 전극장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은 회전축과 회전전극을 구비하고 있는 인바 심용접기의 회전 전극장치에 있어서, 일측 중심부에 돌출부(11)가 형성되고 상기 돌출부(11)의 외측으로 원형의 걸림턱(12)이 구비되어 있는 전극롤러(10)와, 상기 전극롤러(10)의 걸림턱(12)과 결합되는 결합부(21)가 선단에 구비되어 있고 내부에는 냉각수단(30)이 구비되어 있는 전극축(20)을 볼트로 체결하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 인바 심 용접기의 회전 전극장치를 제시한다.

또한 본 발명은 상기 전극롤러(10)의 돌출부(11)와 걸림턱(12) 사이에는 개방홈(13)이 구비되어 있고, 상기 개방홈(13)은 전극축(20)과 결합되었을 때 냉각수가 순환되는 냉각로가 형성되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 인바 심 용 접기의 회전 전극장치를 제시한다.

그리고, 본 발명은 상기 전극축(20)에 구비된 냉각수단(30)은 냉각수가 들어오는 입수로(31)와; 상기 입수로(31)로 공급되는 냉각수가 순환되면서 전극축(20)을 냉각시키는 냉각관로(32)와; 상기 냉각관로(32)의 냉각수를 전극롤러(10)에 공급하는 입수공(33)과; 상기 전극롤러(10)의 냉각수를 전극축(20)으로 배출시키는 출수공(34) 및 상기 출수공(34)으로 배출되는 냉각수를 전극축(20)의 외부로 배출시키는 출수로(35)를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 인바 심 용접기의 회전 전극장치를 제시한다.

본 발명은 전극롤러를 효과적으로 냉각하여 전극롤러의 수명을 저해하는 전극롤러 표면부의 연화 및 경도 저하 문제를 해결하여 전극수명을 향상시킬 수 있음은 물론, 이와 더불어 전극축 또한 효과적으로 냉각 함으로써 발열저항에 의한 전도도 저하문제를 해결하고 전극축의 경도를 유지하여 고열에 의한 축의 휨현상을 방지하여 용접의 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 4 는 본 발명에 따른 인바 심용접기 회전 전극장치의 사시도로서, 일부를 절제하여 내부구성을 예시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 인바 심용접기 회전 전극장치의 단면도이다.

본 발명은 전체적인 구성부를 크게 분류하여 보면, 용접부재에 직접 접촉하여 회전하면서 고전류의 공급에 따른 저항발열에 의하여 부재를 용접할 수 있도록 하는 전극롤러(10)와, 상기 전극롤러(10)에 회전동력과 전기를 공급하는 전극축(20) 및 상기 전극롤러(10)와 전극축(20)을 냉각수의 순환에 의하여 냉각시켜 과열을 방지할 수 있도록 하는 냉각수단(30)으로 구성되게 된다.

상기 전극롤러(10)와 전극축(20) 및 냉각수단(30)은 2개를 1조로 하여 용접부재의 양면에 압접하는 구조로 설치되는데, 편의상 일측의 구성만 설명하기로 한다.

상기 전극롤러(10)의 일측 중심부에는 후술하는 전극축(20)과 결합되었을 때 일정한 간격을 유지하여 냉각로를 구성할 수 있도록 하는 돌출부(11)가 형성되어 있고, 상기 돌출부(11)의 외측으로는 원형의 걸림턱(12)이 구비되어 있으며, 상기 돌출부(11)와 걸림턱(12) 사이에는 개방홈(13)이 형성되어 있다.

따라서, 상기 돌출부(11)와 후술하는 전극롤러(10)를 볼트에 의하여 체결하였을 때 상기 돌출부(11)와 걸림턱(12) 사이에 형성된 개방홈(13)은 냉각수가 순환되는 냉각로의 기능을 수행하여 전극롤러(10)의 과도한 발열을 방지할 수 있도록 한다.

상기 전극롤러(10)에 회전동력과 전기를 공급하는 전극축(20)의 선단에는 상기 전극롤러(10)의 걸림턱(12)과 결합되는 결합부(21)가 구비되어 있고, 내부에는 냉각수단(30)이 구비되어 있다.

상기 전극축(20)에 구비된 냉각수단(30)은 냉각수가 들어오는 입수로(31)와, 상기 입수로(31)로 공급되는 냉각수가 순환되면서 전극축(20)을 냉각시키는 냉각관로(32)와, 상기 냉각관로(32)의 냉각수를 전극롤러(10)에 공급하는 입수공(33)과, 상기 전극롤러(10)의 냉각수를 전극축(20)으로 배출시키는 출수공(34) 및 상기 출수공(34)으로 배출되는 냉각수를 전극축(20)의 외부로 배출시키는 출수로(35)를 포함하는 구성으로 되어 있다.

한편, 상기 전극축(20) 출수로(35)의 외측으로 형성되어 있는 냉각관로(32)는 나선형 코일의 형태로 구성되어 있으며, 이에 따라 냉각수가 통과하는 관로를 길게하여 전극축(20)을 더욱 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 구성되어 있고, 상기 전극축(20)에 구비되어 있는 출수로(35)는 직경이 크고 작은 2개의 관로로 구성함으로써, 전극축(20)과 냉각수의 접촉면을 증대시켜 원활한 냉각효과를 발휘할 수 있도록 한다.

상기한 냉각수단(30)의 구성에 의하여 냉각수는 도 5에 화살표로 도시한 경로 즉, 입수로(31)-> 냉각관로(32)-> 입수공(33)-> 전극롤러의 개방홈(13)-> 전극축의 출수공(34)-> 출수로(35)의 경로로 순환되면서 전극롤러(10) 및 전극축(20)을 효과적으로 냉각시켜 본 발명에 따른 인바 심 용접기의 회전 전극장치의 내구성을 향상시켜 장시간 사용이 가능하여 교체 주기를 늘일 수 있고 생산성을 향상 시킬 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명은 전극롤러를 효과적으로 냉각하여 전극롤러의 수명을 저해하는 전극롤러 표면부의 연화 및 경도 저하 문제를 해결하여 전극수명을 향상시킬 수 있음은 물론, 이와 더불어 전극축 또한 효과적으로 냉각 함으로써 발열저항에 의한 전도도 저하문제를 해결하고 전극축의 경도를 유지하여 고열에 의한 축의 휨현상을 방지하여 용접의 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예로서 인바 심 용접기의 회전 전극장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 기술적 범위 내에 포함된다 할 수 있다.

도 1은 인바 심용접장치의 개략적인 구성을 보인 개념도

도 2 및 도 3은 심용접장치에 있어서, 종래의 회전전극의 구성상태를 예시한 도면

도 4 는 본 발명에 따른 인바 심용접기의 회전 전극장치의 사시도로서, 일부를 절제하여 내부구성을 예시한 도면

도 5는 본 발명에 따른 인바 심용접기의 회전 전극장치의 단면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 전극롤러 11 : 돌출부

12 : 걸림턱 13 : 개방홈

20 : 전극축 21 : 결합부

30 : 냉각수단 31 : 입수로

32 : 냉각관로 33 : 입수공

34 : 출수공 35 : 출수로

Claims (5)

1. 회전축과 회전전극을 구비하고 있는 인바 심용접기의 회전 전극장치에 있어서,

   일측 중심부에 돌출부(11)가 형성되고 상기 돌출부(11)의 외측으로 원형의 걸림턱(12)이 구비되어 있는 전극롤러(10)와, 상기 전극롤러(10)의 걸림턱(12)과 결합되는 결합부(21)가 선단에 구비되어 있고 내부에는 냉각수단(30)이 구비되어 있는 전극축(20)을 볼트로 체결하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 인바 심 용접기의 회전 전극장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 전극롤러(10)의 돌출부(11)와 걸림턱(12) 사이에는 개방홈(13)이 구비되어 있고, 상기 개방홈(13)은 전극축(20)과 결합되었을 때 냉각수가 순환되는 냉각로가 형성되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 인바 심 용접기의 회전 전극장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 전극축(20)에 구비된 냉각수단(30)은 냉각수가 들어오는 입수로(31)와; 상기 입수로(31)로 공급되는 냉각수가 순환되면서 전극축(20)을 냉각시키는 냉각관로(32)와; 상기 냉각관로(32)의 냉각수를 전극롤러(10)에 공급하는 입수공(33)과; 상기 전극롤러(10)의 냉각수를 전극축(20)으로 배출시키는 출수공(34) 및 상기 출수공(34)으로 배출되는 냉각수를 전극축(20)의 외부로 배출시키는 출수로(35)를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 인바 심 용접기의 회전 전극장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 전극축(20) 출수로(35)의 외측으로 형성되어 있는 냉각관로(32)는 나선형 코일의 형태로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 인바 심 용접기의 회전 전극장치.
5. 청구항 3 또는 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전극축(20)에 구비되어 있는 출수로(35)는 직경이 크고 작은 2개의 관로로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 인바 심 용접기의 회전 전극장치.

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